DE4434534A1 - Schalldämpfungselement - Google Patents
SchalldämpfungselementInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schallabsorptions- bzw. -dämp
fungselement, welches einen billigen Schallisolations-Strukturkörper mit
hohen Leistungseigenschaften umfaßt, und insbesondere ein Schall
dämpfungselement mit verbesserter Schalldämpfungsfähigkeit,
Schallisolationsfähigkeit sowie ökonomischer Effizienz und einem hohen
Beitrag zum Sozialwohl, indem in positiver Weise rückgewonnene Polye
thylenterephthalat(PET)-Materialien eingesetzt werden.
Die Schalldämpfungselemente bzw. -teile gemäß der Erfindung sind
besonders geeignet als Innenschalldämpfungselement für Automobile,
wie etwa als Bodenisolator oder auf einer Trennwand angeordneter Stirn
wand- bzw. Trennisolator.
Die Erfindung wird nach stehend im Hinblick auf den unter strengen, ein
schränkenden Bedingungen verwendeten Trennisolator für Automobile
unter den Schalldämpfungselementen beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt
ist der herkömmliche Trennisolator 2 auf der Oberfläche einer Trennwand
1 angeordnet, welche einen Motorraum E und ein Abteil bzw. einen Raum R
unterteilt, und ist mit einer Schallisolationsschicht 3 und einer Schall
dämpfungsschicht 4 versehen und dient dazu, eine Übertragung von Ge
räuschen aus dem Motorraum E in den Raum R zu verhindern.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der auf der Trennwand 1 angeordnete Trennisola
tor 2 im allgemeinen ein Mehrschicht-Strukturkörper aus der Schallisola
tionsschicht 3 mit einer relativ hohen Dichte, wie etwa eine Polyvinylchloridfolie,
Kautschukfolie oder dergleichen, in welche ein Füllstoff ein
gebracht ist, und der Schalldämpfungsschicht 4 aus einem porösen Mate
rial, wie etwa Filz, Polyurethanschaum oder Faservlies.
Beim herkömmlichen Trenn- bzw. Spritzbrettisolator wird ein Geräusch
aus dem Motorraum E durch die Schallisolationsschicht 4 absorbiert,
während eine gute Schalldämpfung durch einen Doppelschallisolations
effekt über die Trennwand 1 und die Schallisolationsschicht 3 entwickelt
wird.
Kürzlich wurde bestätigt, daß die Schallisolationsfähigkeit des Trenn-
bzw. Spritzbrettisolators sich stark in Abhängigkeit der Haftung gegen
über der Trennwand 1 ändert. Folglich werden hauptsächlich Trennisola
toren verwendet, bei denen ein geformtes Schalldämpfungselement, wel
ches exakt der Oberflächenform der Trennwand angepaßt ist, als Schall
dämpfungsschicht 4 verwendet. Beispielsweise werden faserförmige
Schalldämpfungselemente durch Hinzufügen eines Harzbindemittels zu
chemischen Fasern oder natürlichen Fasern sowie Formen und Pressen
dieser unter Erwärmung hergestellt. Als Harzbindemittel können thermo
plastische Harze, wie etwa Polyethylenharz, Polypropylenharz, Polyester
harz oder wärmehärtende Harze, wie etwa ein Phenolharz, verwendet wer
den.
In diesem Zusammenhang beschreibt das US-Patent Nr. 5 064 714 ein
Inneneinfassungselement für Automobile, wobei ein Faseraufbau in dem
Element hauptsächlich durch ein Füllverfahren gebildet wird, wobei
Fasern zusammen mit Luft in eine Form geblasen werden. Bei diesen Ver
fahren gelangen jedoch die Fasern nicht leicht in Einzelheiten der Form, so
daß es notwendig ist, dicke Fasern (6-8 Denier) mit einem relativ schweren
Gewicht zur Erzielung einer vollständigen Füllung zu verwenden. Ande
rerseits ist die Verwendung feiner Fasern mit einer Größe von nicht mehr
als 4 Denier erforderlich, um dem Inneneinfassungselement eine hohe
Schalldämpfungsfähigkeit zu verleihen, diese feinen Fasern sind jedoch
schlecht in der Dispergierbarkeit und sind für das obengenannte Verfah
ren nicht anwendbar, da die Produktivität und die Schalldämpfungslei
stungsfähigkeit nicht gleichzeitig erzielt werden können. Insbesondere
sollten nicht weniger als 30 Gew.-% der Fasern mit einer Größe von nicht
mehr als 4 Denier, vorzugsweise nicht mehr als 2 Denier, in dem Innenein
fassungselement enthalten sein, um eine zufriedenstellende Schalldämp
fungsleistung zu erhalten, was durch dieses Verfahren nicht erzielt wird.
Bei der Schalldämpfungsschicht 4 des herkömmlichen Trennisolators
wird häuptsächlich Filz oder dergleichen, welcher natürliche Fasern um
faßt, verwendet, so daß die Streuung der Feinheit sehr groß ist, wodurch
eine Ungleichmäßigkeit der Schalldämpfungsleistung hervorgerufen
wird, so daß es daher schwierig ist, eine solche Leistungsfähigkeit in Form
eines Produktes in konstanter Weise zu halten.
Weiterhin besitzt die Schalldämpfungsschicht die Nachteile, daß (i) das
Schalldämpfungsvermögen schlecht ist, da eine große Menge Fasern mit
einem hohen Denier vorliegen und daß (ii) die Schalldämpfungsfähigkeit
im Verhältnis zum Gewicht gering ist aufgrund der Verwendung des Harz
bindemittels.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Schalldämpfungselement
vorzusehen, welches einen leichten und wirtschaftlichen Schallisola
tionsstrukturkörper umfaßt, in welchem ein Faseraufbau aus Polyester
fasern, vorzugsweise rückgewonnenen Polyesterfasern gebildet ist um
Schalldämpfungsleistungen gleichmäßiger Qualität auf Grundlage des
gleichmäßigen Faseraufbaus mit einer regelmäßigen Fasergröße vorzuse
hen.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht mit einem Schalldämpfungs
element gemäß den Ansprüchen 1, 7 und 8. Bevorzugte Ausführungsfor
men des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angege
ben.
Die Verwendung von rückgewonnenem Polyestermaterial bei der Erfin
dung ist bevorzugt im Hinblick auf einen Beitrag zum sozialen Wohl über
das Recycling und die wirtschaftliche Effizienz. Der Markt für rückgewon
nenes PET-Material beträgt nämlich etwa 40 000 Tonnen pro Jahr im
Jahre 1990 in Japan, welches hauptsächlich in Teppichen, Verlegebaum
wolle und dergleichen wiederverwendet wird. Es wird jedoch nicht ständig
die gesamte Menge des rückgewonnenen PET-Materials wiederverwendet,
wobei derzeit etwa pro Jahr 5000 Tonnen nicht verwendet werden.
In der jüngsten Zeit hat die Rückgewinnung von PET-Flaschen begonnen
und ist sozial aktiv, da PET-Flaschen In einer Menge von 120 000 Tonnen
pro Jahr im Jahre 1990 hergestellt worden sind, welche bis heute im we
sentlichen nicht verwendet werden. Die Recyclingbewegung von PET-
Materialien expandiert von Jahr zu Jahr und wird sich zu einer Wiederge
winnungsrate von 50% Im Jahre 2000 ausdehnen. Darüber hinaus wird
das rückgewonnene PET-Material gemäß einem Gesetz zur Ausnützung
der Förderung von Rückgewinnungsquellen von 1993 als zweites bezeichnetes
Produkt genannt, so daß der Zustrom von rückgewonnenem PET-
Material zukünftig als zunehmend angesehen wird. Die Einrichtungen zur
Wiederverwendung des rückgewonnenen PET-Materials sind jedoch der
zeit gering, so daß ein übermäßiger Zustrom in der Zukunft erwartet wer
den kann.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung verwenden in wirksamer Weise
das rückgewonnene PET-Material um Elemente mit hohen Schalldämpfungseigenschaften
zu entwickeln und tragen in breitem Maße zum sozialen
Wohl bei, indem solche Elemente bei Automobilen und dergleichen
angewandt werden.
Gemäß der Erfindung wird ein Schalldämpfungselement vorgesehen,
umfassend einen Faseraufbau, welcher im wesentlichen aus Kurzfasern
besteht und eine Dicke von nicht weniger als 5 mm besitzt, wobei Polye
sterfasern (nachfolgend als PET-Fasern bezeichnet) als Kurzfaser verwen
det werden und nicht weniger als 30 Gew.-% der verwendeten PET-Faser
eine Fasergröße von nicht mehr als 4 Denier besitzen.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert.
Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht, welche die Anordnung
eines Trennisolators zwischen einem Motorraum und
einem Abteil in einem Automobil zeigt; und
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten
Trennisolators.
Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schalldämpfungselements als
Trennisolator für ein Automobil, welcher auf der Oberfläche einer Trenn
wand, welche einen Motorraum und ein Abteil unterteilt, angeordnet ist,
umfaßt der Faseraufbau in dem Schalldämpfungselement rückgewonnene
Polyesterfasern, wodurch die Schalldämpfungsleistungsfähigkeit sowie
die wirtschaftliche Effizienz erhöht und das Gewicht verringert werden.
Die Schalldämpfungsleistungsfähigkeit kann durch Messung der Vibra
tionsdurchlässigkeit und des Schallabsorptionskoeffizienten erhalten
werden. Die Vibrationsdurchlässigkeit zeigt die Energieübertragung,
wenn ein Körper durch die Energie vibriert. Daher ist es erforderlich, daß
der Trennisolator ein solches Verhalten bzw. Leistungsvermögen zeigt
daß Vibrationen sich nicht vom Motor auf das Abteil übertragen. Als
Ergebnis von Untersuchungen hinsichtlich der Verbesserung dieses
Leistungsvermögens durch den Faseraufbau wurde bestätigt, daß die
Leistungsfähigkeit in großem Ausmaß durch die Formulierung bzw.
Zusammensetzung der Fasern beeinträchtigt wird. Die Federkonstante
des Faseraufbaus selbst hat einen großen Anteil bei der Vlbrationsdurch
lässigkeit. Das heißt, die Vibrationsdurchlässigkeit kann durch Verrin
gern der Federkonstante herabgesetzt werden, wodurch die Schalldämp
fungsleistungsfähigkeit verbessert werden kann.
Andererseits steht die Federkonstante in enger Beziehung mit der Feinheit
der Faser. Das heißt, ein Faseraufbau mit Fasern einer feinen Fasergröße
besitzt eine relativ niedrige Federkonstante. Es ist jedoch technisch
schwierig, die Fasergröße zu reduzieren, was unter dem Gesichtspunkt
der wirtschaftlichen Betrachtung ein Faktor der Kostenerhöhung ist und
bei der Bildung von Faservliesen nachteilig ist.
Unter dem Gesichtspunkt der Leistungsfähigkeit des Faseraufbaus, ist es
erforderlich, daß die Fasergröße nicht mehr als 4 Denier beträgt. Unter Be
rücksichtigung des Gleichgewichts zwischen der Verarbeitbarkeit und
den Kosten, ist es erforderlich, daß dicke Fasern mit mehr als 4 Denier in
einer Menge von maximal 70 Gew.-% eingebracht werden.
Um eine zufriedenstellende Schallisolationsfähigkeit zu erhalten, ist es er
forderlich, daß die Federkonstante nicht mehr als 80 000 N/m beträgt.
Wenn die Federkonstante den obigen Wert überschreitet, wird der Grad
der Übertragung von Vibrationen hoch und die Schallisolationsleistungs
fähigkeit verringert sich beträchtlich. Sowie der Wert der Federkonstante
klein wird, verbessert sich die Schallisolationsfähigkeit, so daß die untere
Grenze keinen besonderen Beschränkungen unterliegt.
Es ist erforderlich, daß der Faseraufbau eine Dicke von nicht weniger als 5
mm besitzt. Wenn die Dicke geringer als 5 mm ist, kann der beim Schall
dämpfungselement verwendete Faseraufbau kein zufriedenstellendes Lei
stungsvermögen entwickeln. Die obere Grenze der Dicke wird bestimmt
durch das Gewicht und die wirtschaftliche Effizienz, ist jedoch nicht
kritisch.
Weiterhin kann der Faseraufbau mit wärmeschmelzbaren Fasern mit
einem Schmelzpunkt, welcher um mindestens 20°C niedriger ist als der
jenige der Polyesterfaser, formuliert werden. Als wärmeschmelzbare Faser
kann beispielsweise eine Polyesterfaser, Polyethylenfaser oder Polypropy
lenfaser mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet werden.
Beim erfindungsgemäßen Faseraufbau können die Kurzfasern mit unter
schiedlichen Feinheiten gleichmäßig dispergiert werden, oder es können
die Kurzfasern mit der gleichen Feinheit lokal zur Bildung einer Masse
oder eines Blatts bzw. einer Lage gesammelt werden.
Verglichen mit dem Faseraufbau aus Polyesterfasern enthält der her
kömmliche Filz etwa 60 Gew.-% Fasern mit einer Fasergröße von nicht
weniger als 6 Denier, so daß nicht gesagt werden kann, daß der Filz zur
Verringerung der Vibrationsdurchlässigkeit wirksam ist.
Gemäß der Erfindung ist es notwendig, daß die Grenzviskosität des rück
gewonnenen PET-Materials unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit
bei der Spinnstufe nicht weniger als 0,4 beträgt. Wenn die Grenzvisko
sität geringer als 0,4 ist, ist es, wenn das Spinnen unter Verwendung des
rückgewonnenen PET-Materials durchgeführt wird, aufgrund des Herun
terhängens der PET-Schmelze an Düsenbereichen der Spinnvorrichtung
schwierig, das Spinnen durchzuführen, ebenso wird häufig ein Garnbruch
erzeugt, so daß es somit beträchtliche Schwierigkeiten bereitet, die Faser
zu bilden. Andererseits unterliegt der untere Wert der Grenzviskosität
keiner besonderen Beschränkung.
Weiterhin ist es erforderlich, daß das rückgewonnene PET-Material unter
dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit Carboxylendgruppen von nicht
mehr als 100×10-6 Äquivalenten/g aufweist. Wenn die Menge der end
ständigen Carboxylgruppen den obigen Wert überschreitet, ist, wenn das
rückgewonnene PET-Material zur Bildung der rückgewonnenen PET-Fa
sern in einer Extrusions-Spinnmaschine verwendet wird, die Schmelzvi
skosität stark verringert, aufgrund einer thermischen Zersetzung, so daß
es daher extrem schwierig ist, die PET-Schmelze zu den Düsen der Extru
sions-Spinnmaschine weiterzuführen. Weiterhin kann es zu einer gelben
Färbung der resultierenden rückgewonnenen PET-Faser kommen, wobei
das Aussehen vermindert wird. Da das Schalldämpfungselement häufig im
Abteil verwendet wird, ist das Aussehen zusätzlich zu der Leistungsfähig
keit ein wichtiger Faktor. Der obere Grenzwert der Carboxylendgruppen
wird unter Berücksichtigung der obigen Umstände festgelegt. Anderer
seits unterliegt der untere Wert keiner besonderen Beschränkung. Obwohl
die erzeugte Färbung bei der praktischen Anwendung kein Problem dar
stellt, wenn die Menge der Carboxylendgruppen innerhalb des obigen Be
reichs liegt, kann sie von einem sichtbaren Platz aus vermieden werden
durch Verwendung eines Oberflächenbeschichtungselements oder durch
Verwendung des Schalldämpfungselements an einem nicht sichtbaren
Ort.
Allgemein kann gesagt werden, daß die Schallisolationsleistungsfähigkeit
verbessert ist, sowie der Schallabsorptionskoeffizient hoch wird. Da
Jedoch die Dichte des Faseraufbaus erhöht wird, erhöhen sich in uner
wünschter Weise das Gewicht und die Kosten unter Herabsetzung der
wirtschaftlichen Effizienz des Schalldämpfungselements. Sowie die
Dichte ansteigt, erhöht sich weiterhin die Vibrationsdurchlässigkeit unter
Verringerung der Schallisolationsfähigkeit. Daher ist es günstig, wenn die
Dichte bzw. Oberflächendichte des Faseraufbaus unter Berücksichtigung
der Schalldämpfung, Vibrationsdurchlässigkeit und des Gewichts nicht
mehr als 1,5 kg/m² beträgt. Vorzugsweise liegt die Dichte innerhalb eines
Bereichs von 0,6-1,2 kg/m².
Hinsichtlich einer leichten Herstellung des Faseraufbaus ist es bei Ver
wendung von Kurzfasern mit feiner Größe schwierig, die Cardiergeschwindigkeit
zur Bildung des Faseraufbaus in der Cardiermaschine zu erhöhen,
und es ist eine lange Zelt erforderlich zur Bildung einer Lage aus dem Fa
seraufbau, so daß daher die Effizienz schlecht ist, was einen Grund für die
Kostenerhöhung darstellt. Weiterhin werden die resultierenden Fasern
selbst leicht und die Absetzung der Lage aus dem Faseraufbau ist
schlecht. Daher ist die Verwendung von Fasern mit einer dicken Größe
unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit gut. Zu diesem Zweck wer
den Fasern mit einer relativ dicken Größe von nicht weniger als 6 Denier in
einer Menge von 5-70 Gew.-%, vorzugsweise 10-30 Gew.-%, bei der Her
stellung des Faseraufbaus verwendet.
Das erfindungsgemäße Schalldämpfungselement ist bei verschiedenen
Automobilteilen anwendbar, wie etwa als Trennisolator, Bodenteppich,
Dachauskleidung und dergleichen und ist weiterhin für industrielle
Materialien geeignet.
Gemäß der Erfindung können industrielle Schalldämpfungselemente mit
ausgezeichneten Schalldämpfungs- und -Isolationsfähigkeiten sowie
Bearbeitbarkeit erhalten werden durch Einstellen der Fasergröße und
Unterdrücken der Streuung der Fasergröße sowie Einstellen der Dichte
auf einen bestimmten Bereich. Weiterhin können industrielle Schall
dämpfungselemente mit hohem Leistungsvermögen und wirtschaftlicher
Effizienz durch Verwendung der rückgewonnenen Polyesterfasern zur
Verfügung gestellt werden, verglichen mit den herkömmlichen Elementen.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Rückgewonnene PET-Fasern mit einer Fasergröße von 2 Denier werden in
stabiler Weise hergestellt unter Verwendung von rückgewonnenem PET
mit einer Grenzviskosität von 0,5 sowie Spinnen und Ziehen bei einer Ex
trusionstemperatur von 270°C (Ziehtemperatur: 70°C, Ziehverhältnis: 4fach).
Rückgewonnene PET-Fasern mit einer Fasergröße von 3 Denier werden in
stabiler Weise hergestellt unter Verwendung von rückgewonnenem PET
mit Carboxylendgruppen von 90×10-6 Äquivalenten/g sowie Spinnen und
Ziehen bei einer Extrusionstemperatur von 270°C (Ziehtemperatur: 70°C,
Ziehverhältnis: 4fach).
Ein Schalldämpfungselement Nr. 1 wird durch Pressen eines Faserauf
baus mit einer Dichte von 0,8 kg/m² und einer Größe von 300×300×30
mm, welcher aus Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht mehr als 4
Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen mit 90×10-6
Äquivalenten/g besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement Nr. 2 wird durch Pressen eines Faserauf
baus mit einer Dichte von 1,3 kg/m² und einer Größe von 300×300×30
mm, welcher aus Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht mehr als 4
Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen mit 90×
10-6 Äquivalenten/g besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50 kgf/cm²)
unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement Nr. 3 wird durch Pressen eines Faserauf
baus mit einer Dichte von 1,5 kg/m² und einer Größe von 300×300×30 mm,
welcher aus Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht mehr als 4
Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen mit 90×
10-6 Äquivalenten/g besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement Nr. 4 wird durch Pressen eines Faserauf
baus mit einer Dichte von 0,9 kg/m² und einer Größe von 300×300×30
mm, welcher aus 80 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht
mehr als 4 Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen
mit 90×10-6 Äquivalenten/g, 15 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Fein
heit von 4-6 Denier und 5 Gew.- % Polyesterfasern mit einer Feinheit von
nicht weniger als 6 Denier besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement Nr. 5 wird durch Pressen eines Faserauf
baus mit einer Dichte von 1,0 kg/m² und einer Größe von 300×300×30
mm, welcher aus 80 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht
mehr als 4 Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen
mit 90×10-6 Äquivalenten/g, 15 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Fein
heit von 4-6 Denier und 5 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit mit
nicht weniger als 6 Denier besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement Nr. 6 wird durch Pressen eines Faserauf
baus mit einer Dichte von 1,3 kg/m² und einer Größe von 300×300×30
mm, welcher aus 80 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht
mehr als 4 Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen
mit 90×10-6 Äquivalenten/g, 15 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit
von 4-6 Denier und 5 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von
nicht weniger als 6 Denier besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement Nr. 7 wird durch Pressen eines Faserauf
baus mit einer Dichte von 0,8 kg/m² und einer Größe von 300×300×30
mm, welcher aus 60 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht
mehr als 4 Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen
mit 90×10-6 Äquivalenten/g, 30 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit
von 4-6 Denier und 10 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von
nicht weniger als 6 Denier besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement Nr. 8 wird durch Pressen eines Faserauf
baus mit einer Dichte von 1,2 kg/m² und einer Größe von 300×300×30
mm, welcher aus 60 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht
mehr als 4 Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen
mit 90×10-6 Äquivalenten/g, 30 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Fein
heit von 4-6 Denier und 10 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von
nicht weniger als 6 Denier besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement Nr. 9 wird durch Pressen eines Faserauf
baus mit einer Dichte von 1,4 kg/m² und einer Größe von 300×300×30
mm, welcher aus 60 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht
mehr als 4 Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen
mit 90×10-6 Äquivalenten/g, 30 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Fein
heit von 4-6 Denier und 10 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von
nicht weniger als 6 Denier besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Die Arbeitsweise des Referenzbeispiels 1 wird wiederholt unter Verwen
dung von rückgewonnenem PET mit einer Grenzviskosität von 0,35 und
Carboxylendgruppen mit 90×10-6 Äquivalenten/g. In diesem Fall wird je
doch häufig ein Garnbruch am Düsenbereich einer Spinnmaschine verur
sacht, so daß zufriedenstellende, rückgewonnene PET-Fasern nicht erhal
ten werden können.
Die Arbeitsweise des Referenzbeispiels 2 wird wiederholt unter Verwen
dung von rückgewonnenem PET mit einer Grenzviskosität von 0,5 und
Carboxylendgruppen mit ×10-6 Äquivalenten/g. In diesem Fall ver
ringert sich jedoch die Viskosität stark aufgrund der thermischen Zerset
zung des rückgewonnenen PET in der Extrusions-Spinnmaschine und die
Fasergröße streut stark, so daß daher zufriedenstellende, rückgewonnene
PET-Fasern nicht erhalten werden können. Weiterhin sind die resultieren
den rückgewonnenen PET-Fasern beträchtlich gefärbt (gelb).
Ein Schalldämpfungselement wird durch Pressen eines Faseraufbaus mit
einer Dichte von 1,0 kg/m² und einer Größe von 300×300×30 mm,
welcher aus 20 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht mehr
als 4 Denier, einer Grenzviskosität von 0,5 und Carboxylendgruppen mit
90×10-6 Äquivalenten/g. 30 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit
von 4-6 Denier und 50 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht
weniger als 6 Denier besteht, unter einem Druck von 4,9 MPa (50 kgf/cm²)
unter Erwärmen bei 165°C hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement wird durch Erwärmen eines Filzes, welcher
entknäuelte synthetische Fasern und natürliche Fasern umfaßt und eine
Größe von 300×300×30 mm sowie eine Dichte von 1,0 kg/m² besitzt, bei
200°C und danach Pressen unter einem Druck von 4,9 MPa (50 kgf/cm²)
hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement wird durch Erwärmen eines Filzes, welcher
entknäuelte synthetische Fasern und natürliche Fasern umfaßt und eine
Größe von 300×300×30 mm sowie eine Dichte von 1,2 kg/m² aufweist,
bei 200°C und danach Pressen unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) hergestellt.
Ein Schalldämpfungselement wird durch Erwärmen eines Filzes, welcher
entknäuelte synthetische Fasern und natürliche Fasern umfaßt und eine
Größe von 300×300×30 mm sowie eine Dichte von 2,1 kg/m² aufweist,
bei 200°C und danach Pressen unter einem Druck von 4,9 MPa (50
kgf/cm²) hergestellt.
Die Grenzviskosität sowie die Carboxylendgruppen werden wie folgt
gemessen.
Die Grenzviskosität wird bei 30°C durch Auflösen von 1 g eines Polymeren
in 100 ml eines gemischten Lösungsmittels aus Phenol und Tetra
chlorethan im Verhältnis von 1 : 1 (Gewichtsverhältnis) gemessen.
Die Menge an Carboxylendgruppen wird durch ein in Analytical
Chemistry, 26 (10), 1614 (1954) beschriebenes Verfahren bestimmt.
Der Schallabsorptionskoeffizient wird hinsichtlich jeder Probe der in den
Beispielen 1-9, Vergleichsbeispiel 1 und konventionellen Beispielen 1-3
erhaltenen Schalldämpfungselemente gemäß einem Prüfverfahren zur
Schalldämpfung akustischer Materialien mittels dem in JIS-A-1405
definierten Röhrenverfahrens gemessen. In diesem Fall beträgt der Durch
messer der Probe 100 mm oder 30 mm und der zu messende Frequenzbe
reich 100 Hz-6,4 kHz.
Die Vibrationsdurchlässigkeit wird hinsichtlich jeder Probe der in den
Beispielen 1-9, Vergleichsbeispiel 1 und konventionellen Beispiele 1-3
erhaltenen Schalldämpfungselemente durch Vibrieren bei einer Vibra
tionskraft von 1,5 N innerhalb eines Frequenzbereichs von 5-130 Hz
gemessen. Die Federkonstante (N/m) wird aus den gemessenen Daten
berechnet.
Der Schallübertragungsverlust wird hinsichtlich jeder Probe der in den
Beispielen 1-9, Vergleichsbeispiel 1 und konventionellen Beispiele 1-3
erhaltenen Schalldämpfungselemente gemäß einem Verfahren zur Labor
messung des Schallübertragungsverlustes, wie in JIS-A-1416 definiert,
gemessen, von welchem der Unterschied des durchschnittlichen
Schallisolationswertes (dB) gegenüber dem konventionellen Beispiel 2 als
Standard innerhalb eines Frequenzbereichs von 200 Hz - 10 kHz berechnet
wird.
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die in Tabelle 1(b) verwendeten Symbole haben folgende Bedeutungen.
Δ: Übertragungsverlust = 0 dB
X: Übertragungsverlust <0 dB
○: 0 dB <Übertragungsverlust <1 dB
: 1 dB = ≦Übertragungsverlust
X: Übertragungsverlust <0 dB
○: 0 dB <Übertragungsverlust <1 dB
: 1 dB = ≦Übertragungsverlust
Δ: Gleich dem konventionellen Produkt 2
○: Billiger herstellbar im Vergleich zum konventionellen Produkt 2
X: Teurer herstellbar im Vergleich zum konventionellen Produkt 2
○: Billiger herstellbar im Vergleich zum konventionellen Produkt 2
X: Teurer herstellbar im Vergleich zum konventionellen Produkt 2
: Besonders ausgezeichnet hinsichtlich der Schallisolationslei
stungsfähigkeit und wirtschaftlichen Effizienz
○: Ausgezeichnet hinsichtlich der Schallisolationsleistungsfähig keit und der wirtschaftlichen Effizienz
Δ: Keine Ausgewogenheit der Schallisolationsleistungsfähigkeit und wirtschaftlichen Effizienz
X: Schlechte Schallisolationsleistungsfähigkeit und wirtschaftli che Effizienz im Vergleich zum konventionellen Produkt.
○: Ausgezeichnet hinsichtlich der Schallisolationsleistungsfähig keit und der wirtschaftlichen Effizienz
Δ: Keine Ausgewogenheit der Schallisolationsleistungsfähigkeit und wirtschaftlichen Effizienz
X: Schlechte Schallisolationsleistungsfähigkeit und wirtschaftli che Effizienz im Vergleich zum konventionellen Produkt.
Wie aus der Tabelle 1 zu ersehen ist, besitzen die erfindungsgemäßen Schall
dämpfungselemente eine geringe Federkonstante sowie einen hohen
Schallabsorptionskoeffizient, verglichen mit den konventionellen, woraus
sich ergibt, daß die Schallisolationsleistungsfähigkeit, verglichen mit den
herkömmlichen hoch ist. Andererseits können zufriedenstellende Werte
hinsichtlich den Leistungsfähigkeiten bei Vergleichsbeispiel 1, welches
außerhalb der Erfindung hergestellt worden ist, nicht erhalten werden.
Wie oben erwähnt, ist das erfindungsgemäße Schalldämpfungselement
zusammengesetzt aus einem Faseraufbau aus neuen Polyesterfasern oder
rückgewonnenen Polyesterfasern mit regulierter Feinheit, so daß es
Schallisolations- und -dämpfungsvermögen beibehält, die höher sind, als
die jenigen des herkömmlichen Filzes, und welches hinsichtlich der Kosten
gering und der wirtschaftlichen Effizienz hoch ist. Wenn die rückgewonne
nen Polyesterfasern in dem Faseraufbau verwendet werden, kann weiter
hin das resultierende Schalldämpfungselement auf einem Gebiet einge
setzt werden, bei welchem bislang kein wiedergewonnenes Produkt einge
setzt wird, so daß der Beitrag zum Sozialwohl beträchtlich ist.
Claims (12)
1. Schalldämpfungselement, umfassend einen Faseraufbau, welcher im
wesentlichen aus Kurzfasern besteht und eine Dicke von nicht weniger als
5 mm aufweist, wobei Polyesterfasern als Kurzfasern verwendet werden
und nicht weniger als 30 Gew.-% der verwendeten Polyesterfasern eine
Fasergröße von nicht mehr als 4 Denier besitzen.
2. Schalldämpfungselement nach Anspruch 1, wobei die Polyesterfaser
eine rückgewonnene Polyesterfaser ist, welche durch Verwendung eines
rückgewonnenen Polyestermaterials mit einer Grenzviskosität von nicht
weniger als 0,4 hergestellt worden ist.
3. Schalldämpfungselement nach Anspruch 1, wobei die Polyesterfaser
eine rückgewonne Polyesterfaser ist, welche durch Verwendung eines
rückgewonnenen Polyestermaterials mit Carboxylendgruppen von nicht
mehr als 100×10-6 Äquivalenten/g hergestellt worden ist.
4. Schalldämpfungselement nach Anspruch 1, wobei der Faseraufbau
eine Dichte von nicht mehr als 1,5 kg/m² besitzt.
5. Schalldämpfungselement nach Anspruch 1, wobei der Faseraufbau
5-70 Gew.-% Polyesterfasern mit einer Feinheit von nicht weniger als 6
Denier enthält.
6. Schalldämpfungselement nach Anspruch 1, wobei der Faseraufbau
eine Federkonstante von nicht mehr als 80 000 N/m besitzt.
7. Schalldämpfungselement für ein Automobil, umfassend einen Faser
aufbau, welcher im wesentlichen aus Kurzfasern besteht und eine Dicke
von nicht weniger als 5 mm besitzt, wobei rückgewonnene Polyesterfasern,
welche aus einem rückgewonnenen Polyestermaterial mit einer Grenzviskosität
von nicht weniger als 0,4 und Carboxylendgruppen von nicht
mehr als 100×10-6 Äquivalenten/g hergestellt worden sind, als Kurzfaser
verwendet werden und nicht weniger als 30 Gew.-% der verwendeten,
rückgewonnenen Polyesterfaser eine Fasergröße von nicht mehr als 4
Denier besitzen.
8. Schalldämpfungselement, umfassend einen aus Polyesterfasern be
stehenden Faseraufbau, welcher 30-80 Gew.-% rückgewonnene Polyester
fasern enthält, wobei nicht weniger als 30 Gew.-% der verwendeten Polye
sterfaser eine Fasergröße von nicht mehr als 4 Denier besitzen.
9. Schalldämpfungselement nach Anspruch 8, wobei die rückgewonnene
Polyesterfaser durch ein Schmelzspinnverfahren, ausgehend von
einem rückgewonnenen Polyestermaterial mit einer Grenzviskosität von
nicht weniger als 0,4 und Carboxylendgruppen von nicht mehr als 100×10-6
Äquivalenten/g hergestellt worden ist.
10. Schalldämpfungselement nach Anspruch 8, wobei die Menge an Poly
esterfasern und/oder rückgewonnenen Polyesterfasern mit einer Feinheit
von 6-15 Denier 10-80 Gew.-% beträgt und der Faseraufbau eine Dicke von
nicht weniger als 5 mm besitzt.
11. Schalldämpfungselement nach Anspruch 8, wobei der Faseraufbau
eine Dichte von 0,4 bis 1,5 kg/m² besitzt.
12. Schalldämpfungselement nach Anspruch 8, wobei der Faseraufbau
eine Federkonstante von nicht mehr als 80 000 N/m besitzt.
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